MSA培訓(xùn)(完整版).ppt

1、a,1,MSA 測(cè)量系統(tǒng)分析,2,一、MSA簡(jiǎn)介,1.什么是MSA M: 指Measurement 測(cè)量 S: 指System 系統(tǒng) A: 指 Analysis 分析 MSA也就是對(duì)量測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行分析的方法!,3,2.MSA 的重要性,如果測(cè)量的方式不對(duì)，那么好的結(jié)果可能被測(cè)為壞的結(jié)果，壞的結(jié)果也可能被測(cè)為好的結(jié)果，此時(shí)便不能得到真正的產(chǎn)品或過(guò)程特性。,4,3.什么情況下做MSA,5,通過(guò)測(cè)量用數(shù)字體現(xiàn)的數(shù)據(jù)，并不是總能代表事實(shí)。 因此，有必要對(duì)數(shù)據(jù)的信賴性進(jìn)行確認(rèn)。,4.測(cè)量值的組成要素,6,低質(zhì)量數(shù)據(jù)的原因和影響,低質(zhì)量數(shù)據(jù)的普遍原因之一是變差太大 一組數(shù)據(jù)中的變差多是由于測(cè)量系統(tǒng)及其環(huán)境的

2、相互作用造成的。 如果相互作用產(chǎn)生的變差過(guò)大，那么數(shù)據(jù)的質(zhì)量會(huì)太低，從而造成測(cè)量數(shù)據(jù)無(wú)法利用。如：具有較大變差的測(cè)量系統(tǒng)可能不適合用于分析制造過(guò)程，因?yàn)闇y(cè)量系統(tǒng)的變差可能掩蓋制造過(guò)程的變差。,7,理想的測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)該是每次都能測(cè)出真實(shí)值。 測(cè)量系統(tǒng)的質(zhì)量通常僅僅取決于經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后產(chǎn)生數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性： Bias 偏倚 Repeatability 重復(fù)性 Reproducibility 再現(xiàn)性 Linearity 線性 Stability 穩(wěn)定性,6.MSA的統(tǒng)計(jì)屬性,8,要觀察測(cè)量誤差的主要原因, “重復(fù)性(repeatability)” 和“再現(xiàn)性(reproducibility)”.,要想解

3、決實(shí)際PROCESS的波動(dòng)，應(yīng)把握測(cè)量系統(tǒng)的波動(dòng)， 并把它與PROCESS波動(dòng)分離.,7.過(guò)程波動(dòng)的主要來(lái)源,9,8.MSA變差的因果分析,10,用來(lái)獲得表示產(chǎn)品或過(guò)程特性的數(shù)值的系統(tǒng)，稱之為測(cè)量 系統(tǒng)。測(cè)量系統(tǒng)是與測(cè)量結(jié)果有關(guān)的儀器、設(shè)備、軟件、測(cè) 量程序、測(cè)量人員、被測(cè)物品和環(huán)境的集合。,二、MSA相關(guān)術(shù)語(yǔ),1.測(cè)量系統(tǒng)定義,11,好的分辨率,差的分辨率,是指測(cè)量裝置能夠測(cè)量到最小可檢出的單位。 測(cè)量刻度應(yīng)為產(chǎn)品規(guī)格或過(guò)程波動(dòng)的十分之一。,2.分辨率,12,測(cè)量?jī)x器分辨率,（測(cè)量?jī)x器的分辨率必須小于或等于規(guī)范或過(guò)程誤差的10%） 測(cè)量?jī)x器分辨率可定義為測(cè)量?jī)x器能夠讀取的最小測(cè)量單位。 看看

4、下面的部件A和部件B，它們的長(zhǎng)度非常相似。測(cè)量分辨率描述了測(cè)量?jī)x器分辨兩個(gè)部件的測(cè)量值之間的差異的能力。,部件A,部件B,部件A,部件B,A=2.0 B=2.0,A=2.25 B=2.00,因?yàn)樯厦婵潭鹊姆直媛时葍蓚€(gè)部件之間 的差異要大，兩個(gè)部件將出現(xiàn)相同的測(cè) 量結(jié)果。,第二個(gè)刻度的分辨率比兩個(gè)部件之間的 差異要小，部件將產(chǎn)生不同的測(cè)量結(jié)果。,13,測(cè)量系統(tǒng)的有效分辨率（ discrimination）,要求不低于過(guò)程變差或允許偏差（ tolerance）的十分之一 零件之間的差異必須大于最小測(cè)量刻度 不同數(shù)據(jù)分級(jí)(ndc)的計(jì)算為 零件的標(biāo)準(zhǔn)偏差/ 總的量具偏差* 1.41. 一般要求它大于

5、5才可接受,14,某一物品理論上的真實(shí)值或參考值。,測(cè)量值平均和真實(shí)值的差異。,3.真實(shí)值,4.偏倚（Bias),15,基準(zhǔn)值,偏倚,觀測(cè)的平均值,測(cè)量數(shù)據(jù)五種類型,偏倚,料,被測(cè)量的產(chǎn)品的特性值、過(guò)程參數(shù)等。它們的變化會(huì)影響偏倚。這個(gè)變差是我們最關(guān)注的，測(cè)量系統(tǒng)對(duì)它們?cè)矫舾性胶谩?BIAS 測(cè)量結(jié)果的平均值與基準(zhǔn)值的差異. 基準(zhǔn)值（reference-value）是一個(gè)預(yù)先認(rèn)定的參考標(biāo)準(zhǔn). 該標(biāo)準(zhǔn)可用更高一級(jí)測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量的平均值來(lái)確定(例如：高一級(jí)計(jì)量室),16,X1=0.75mm X6=0.8mm X2=0.75mm X7=0.75mm X3=0.8mm X8=0.75mm X4=0.8m

6、m X9=0.75mm X5=0.65 mm X10=0.7mm,同一操作者對(duì)同一工件測(cè)量10次,如果參考標(biāo)準(zhǔn)是 0.80mm. 過(guò)程變差為0.70mm,Bias = 0.75-0.8= -0.05,% Bias=1000.05/0.70=7.1%,表明 7.1% 的過(guò)程變差是偏倚 BIAS,偏倚BIAS 實(shí)例,17,某標(biāo)準(zhǔn)件，已知值為25.4mm，某機(jī)械檢查工用精度為0.025mm的游標(biāo)卡尺測(cè)量10次，測(cè)量結(jié)果如下： 25.425 25.425 25.400 25.400 25.375 25.400 25.425 25.400 25.425 25.375 把10個(gè)測(cè)量值相加除以10，得到平均

7、值：25.4051mm 偏倚等于平均值減去參考值：25.405125.4000.0051mm,計(jì)算偏倚舉例,18,線性是指量具在其工作范圍內(nèi)偏倚的變化規(guī)律。 在全部測(cè)量范圍內(nèi)，測(cè)量值和基準(zhǔn)值的差異保持穩(wěn)定，說(shuō)明其 線性好。,5.線性,19,測(cè)量數(shù)據(jù)五種類型,線性,線性是在量具預(yù)期的工作范圍內(nèi)，偏倚值的差值。,小偏倚,觀測(cè)的平均值,基準(zhǔn)值,觀測(cè)的平均值,基準(zhǔn)值,大偏倚,范圍較低的部分,范圍較高的部分,20,穩(wěn)定性 良好,時(shí)間2,是指隨時(shí)間變化的偏倚值。 根據(jù)時(shí)間的推移測(cè)量結(jié)果互不相同時(shí)，說(shuō)明該測(cè)量系統(tǒng)缺乏穩(wěn)定性。,6.穩(wěn)定性,21,測(cè)量數(shù)據(jù)五種類型,穩(wěn)定性,測(cè)量系統(tǒng)在某持續(xù)時(shí)間內(nèi)測(cè)量同一樣本或產(chǎn)

8、品的單一特性時(shí)獲得的測(cè)量值總變差。,時(shí)間1,時(shí)間2,穩(wěn)定性,22,由一個(gè)人使用同一量具，對(duì)同一被測(cè)特性進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量 所得結(jié)果之間的偏差，即為測(cè)量系統(tǒng)的重復(fù)性。,7.重復(fù)性,23,測(cè)量數(shù)據(jù)五種類型,重復(fù)性,機(jī),量具在完全相同的條件下，重復(fù)工作，每次結(jié)果（數(shù)據(jù)）都不一樣，構(gòu)成重復(fù)性誤差。量具制造的越精密這個(gè)誤差越小，但永遠(yuǎn)不可能是零。如果有特殊原因（量具失常）發(fā)生，誤差立即變大，因此要進(jìn)行控制，只允許有普通原因存在。發(fā)現(xiàn)特殊原因，應(yīng)采取措施予以排除。,由一個(gè)評(píng)價(jià)人，采用一種測(cè)量?jī)x器，多次測(cè)量同一零件的同一特性時(shí)獲得的測(cè)量變差。,重復(fù)性,24,由不同的人使用同一量具，對(duì)同一被測(cè)特性進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)

9、量 所得結(jié)果之間的偏差，即為測(cè)量系統(tǒng)的再現(xiàn)性。,8.再現(xiàn)性,25,測(cè)量數(shù)據(jù)五種類型,再現(xiàn)性,人,授權(quán)的量具操作者（又稱評(píng)價(jià)人），評(píng)價(jià)人之間差異構(gòu)成再現(xiàn)性，只有當(dāng)測(cè)量高度自動(dòng)化，操作僅需按一下開關(guān)，這項(xiàng)變差為零。,由不同的評(píng)價(jià)人，采用相同的測(cè)量?jī)x器，測(cè)量同一零件的同一特性時(shí)測(cè)量平均值的變差。,操作者B,操作者C,操作者A,26,現(xiàn)有硬度為5.0（真實(shí)值）的材料. 方法1得到的測(cè)量值是 : 3.8, 4.4, 4.2, 4.0 方法2得到的測(cè)量值是 : 6.5, 4.0, 3.2, 6.3 哪一個(gè)方法更正確 ? 方法 2 因?yàn)槠骄蹬c“真實(shí)”硬度相同。 哪一個(gè)方法更精密 ? 方法 1 因?yàn)樽儾詈苄?/p>

10、。 應(yīng)首先的方法是 ? 其理由是?,方法 1 : 比起變差，解決平均的變化更為容易。,例 題,27,1）計(jì)劃要使用的方法； 2）確定評(píng)價(jià)人的數(shù)量、樣品數(shù)量及重復(fù)讀數(shù)次數(shù)； 3）從日常操作該儀器的人中挑選評(píng)價(jià)人； 4）樣品必須從過(guò)程中選取并代表整個(gè)工作范圍； 5）儀器的分辨力應(yīng)允許至少讀取特性的預(yù)期過(guò)程變差的十分之一； 6）確保測(cè)量方法（即評(píng)價(jià)人和儀器）在按照規(guī)定的測(cè)量步驟測(cè)量特征尺寸；,2.測(cè)量系統(tǒng)研究準(zhǔn)備,28,1）測(cè)量必須按照隨機(jī)順序進(jìn)行； 2）不應(yīng)讓評(píng)價(jià)人知道正在檢查零件的編號(hào)； 3）測(cè)量讀數(shù)應(yīng)估計(jì)到可得到的最接近的數(shù)字； 4）研究工作應(yīng)由知其重要性且仔細(xì)認(rèn)真的人員進(jìn)行； 5）每一位評(píng)價(jià)

11、人在整個(gè)研究過(guò)程中應(yīng)采用相同的測(cè)量方法；,3.測(cè)量系統(tǒng)研究注意事項(xiàng),29,測(cè)量系統(tǒng)分析(試生產(chǎn))階段,階段一：理解測(cè)量過(guò)程，確定它是否滿足要求？ 第一階段是驗(yàn)證測(cè)量系統(tǒng)是否滿足其設(shè)計(jì)規(guī)范要求。發(fā)現(xiàn)環(huán)境因素是否對(duì)系統(tǒng)有顯著影響。 第一階段驗(yàn)證的內(nèi)容主要是偏倚、線性、穩(wěn)定性、重復(fù)性和再現(xiàn)性等試驗(yàn)分析。,30,測(cè)量系統(tǒng)分析(批量生產(chǎn))階段,階段二：隨著時(shí)間推移，測(cè)量系統(tǒng)是否能持續(xù)滿足要求？ 第二階段是對(duì)變差的主要原因提供持續(xù)的監(jiān)控，從而說(shuō)明測(cè)量系統(tǒng)是持續(xù)可信的，或隨著時(shí)間的推移，測(cè)量系統(tǒng)是否出現(xiàn)變壞的信號(hào)。 主要確定“量具的R 偏倚-獨(dú)立樣本法; 偏倚-均值極差法; 線性-一元線性回歸法; GRR-

12、均值極差法; GRR-Crossed ANOVA; GRR-Nested ANOVA; 計(jì)數(shù)型MSA 解析法; 交叉表法; 信號(hào)探測(cè)法;,測(cè)量系統(tǒng)分析方法分類,33,確定某一測(cè)量?jī)x器的穩(wěn)定性是否為可接受。 同一評(píng)價(jià)人對(duì)同一樣品進(jìn)行多次測(cè)量的情況。通過(guò)對(duì) 測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得出分析結(jié)論。,1）穩(wěn)定性均值極差法,1.計(jì)量型MSA(穩(wěn)定性均值極差法）,34,取得包含1個(gè)零件的樣本，選取了生產(chǎn)過(guò)程輸出范圍中接近中間值的一個(gè)零件。（不能給評(píng)價(jià)人看到） 指定1位操作人員在不知情的狀況下使用校驗(yàn)合格的量具，共測(cè)了5周（25個(gè)子組）以上個(gè)零件進(jìn)行測(cè)量, 并重復(fù)3次，將操作員所讀數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄, 研究其設(shè)備的穩(wěn)定

13、性。 試驗(yàn)完后, 測(cè)試人員將量具測(cè)出數(shù)據(jù)計(jì)算均值、極差和控制限，并作成均值極差控制圖。 計(jì)算結(jié)果均值、極差及控制限等。,2）分析步驟,35,計(jì)算出相應(yīng)的數(shù)值。,36,37,前提條件: 只有當(dāng)測(cè)量系統(tǒng)處于統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),進(jìn)行偏倚研究才有意義。 什么是偏倚-獨(dú)立樣件法? 利用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣件對(duì)量測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行偏倚的分析方法。,1）偏倚獨(dú)立樣本法,2.計(jì)量型MSA(偏倚獨(dú)立樣本法）,38,a) 取得一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣件,并確定其參考值。 參考值=XT(注:如不能取得標(biāo)準(zhǔn)值,則選擇一件落在生產(chǎn)測(cè)量范圍中間的生產(chǎn)件作為基準(zhǔn)件,將其用更精密的儀器測(cè)量該零件N10次,取平均值作為參考值) b) 讓一名評(píng)價(jià)人以正常方式測(cè)量樣件N10次,并記錄結(jié)果。 c) 畫直方圖： 畫出數(shù)據(jù)相對(duì)于參考值的直方圖,根據(jù)專業(yè)知識(shí)判斷是否存在特殊原因或出現(xiàn)異 常.如果不存在,繼續(xù)分析,當(dāng)n30%,則表明系統(tǒng)不可接受。 10%GRR%90